机匣焊缝砂带磨床的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种机匣焊缝砂带磨床，安装座(12)的一端与横梁(19)滑动配合，在安装座(12)的另一端固定立柱(2)，所述立柱(2)与床身立柱(18)相平行，在立柱(2)的下端悬挂安装磨头(1)，立柱(2)的上端装有偏摆电机(3)，所述偏摆电机(3)的输出轴向下延伸至磨头(1)处，在偏摆电机(3)输出轴的下端安装驱动齿轮，该驱动齿轮与磨头(1)上的从动齿轮啮合。本实用新型生产成本低，操控简单，精度高，能够实现多位置、多姿态、砂带磨削的机匣焊缝曲线加工，解决了机匣焊缝加工效率低，加工环境恶劣等难题，并且有效提高了焊缝质量的检测效果，改善了焊缝表面质量，提升了工件可靠性和安全性。
【专利说明】机厘焊缝砂带磨床
【技术领域】
[0001]本实用新型属于磨床【技术领域】，具体地说，特别涉及一种机匣焊缝砂带磨床。
【背景技术】
[0002]航空发动机是飞机的“心脏”，是推动飞机和整个航空工业发展的源动力。航空发动机的燃烧室是燃料和空气混合并进行燃烧的地方，燃烧室工作的好坏直接影响发动机的性能，并关系到发动机的安全可靠性。燃烧室是发动机的高温部件，工作条件极为恶劣，要求性能好、工作可靠、尺寸小、重量轻、便于维护、足够的强度及刚性和有一定的使用寿命。燃烧室机匣是航空发动机的重要零件之一，它是整个发动机的“基座”。燃烧室机匣是发动机的承力壳体，承受径向力、轴向力、扭矩、弯矩、惯性力以及振动等多种负荷，能降低压气机的气流速度，保证气流的稳定性。
[0003]针对燃烧室机匣的复杂工作条件，机匣材料选用GH4169高温镍基合金，GH4169属于难加工材料，可磨性较差。机匣的外形复杂，根据机型的不同、叶片的特点和叶片的位置，机匣的结构又各不相同。机匣结构的复杂性决定了机匣焊缝位置的复杂性、尺寸的可变性和形状的不规则性。由于机构及工艺水平的限制，焊接缺陷在焊缝较为常见，包括焊接裂纹、未焊透、夹渣、链状气孔和焊缝外观缺陷等，而超出标准要求的焊接缺陷有可能对工件的可靠性造成重大影响。为了实现更精确的评估，必须对焊缝进行打磨加工。现有机匣焊缝存在以下加工难题:
[0004](I)机匣焊缝是由GH4169镍基高温合金材料构成，通常比机体的强度高、硬度大，属于典型的难加工材料。常规的磨削加工容易造成工件表面烧伤、粘附现象严重等问题。并且有些产品因其安全性要求特高，严防卤素元素侵蚀，更不能采取碳弧气刨等方法，因此需要选择合适的磨削方法和工艺；
[0005](2)根据机匣强度和刚度要求，加工后焊缝有一定余量，且加工时不能对机匣机体产生损坏或划痕；
[0006](3)机匣焊缝的磨削加工属于典型曲线加工，而且不同部位的机匣焊缝各不相同，尺寸大小不一，加工难度极大。
[0007]另外，我国缺乏对机匣焊缝的高效加工方法和技术的研究，相关加工设备受国外的技术封锁，只能采用落后传统的手工磨削，加工效率极低，工人劳动强度大，表面质量一致性难以保证，作业环境恶劣、粉尘污染严重，制约了机匣焊缝加工精度和表面质量，直接导致了国内机匣在加工手段、使用寿命等方面与发达国家存在较大差距，严重制约了国内机匣制造整体水平的提升。
实用新型内容
[0008]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够对机匣焊缝进行等余量磨削的砂带磨床。
[0009]本实用新型的技术方案如下:一种机匣焊缝砂带磨床，在床身(16)上安装转台(17)和床身立柱(18)，转台(17)上设有用于固定工件的卡盘，所述床身立柱(18)上装有能够上下滑动的横梁(19)，该横梁(19)上设置安装座(12)，所述安装座(12)的一端与横梁(19)滑动配合，在安装座(12)的另一端固定立柱(2)，所述立柱(2)与床身立柱(18)相平行，在立柱(2)的下端悬挂安装磨头(1)，立柱(2)的上端装有偏摆电机(3)，所述偏摆电机(3)的输出轴向下延伸至磨头(I)处，在偏摆电机(3)输出轴的下端安装驱动齿轮，该驱动齿轮与磨头(I)上的从动齿轮啮合。
[0010]本实用新型将待加工工件机匣的底部固定在转台的卡盘上。调整好磨头位置，驱动磨头运转，使磨头上的接触轮将砂带抵压在机匣的椭圆形焊缝上，同时驱动转台带动机匣运转，即可实现对机匣焊缝的连续磨削与抛光。
[0011]当需要调整磨头的高度位置时，只需通过升降电机驱动丝杆副，以改变横梁在床身立柱上的位置，使安装座、立柱及磨头随横梁上下移动即可；当需要调整磨头的偏摆位置时，启动偏摆电机，使偏摆电机输出轴上的驱动齿轮通过从动齿轮带动磨头，这样磨头便可做偏摆运动，实现砂带随时与焊缝相切。
[0012]本实用新型生产成本低，操控简单，精度高，能够实现多位置、多姿态机匣焊缝的磨削加工，解决了机匣焊缝加工效率低，加工环境恶劣的问题，能够实现批量加工并大幅改善了机匣焊缝加工的表面质量，为航空发动机燃烧室的机匣加工提供了高效磨削解决方案。
[0013]在所述横梁(19)的底部安装气缸(15)，该气缸(15)的活塞杆与定位座(20)连接，所述定位座(20)环套固定在立柱(2)的中部。在加工过程中，通过气缸对立柱的拉紧作用，使接触轮始终与焊缝保持弹性接触并能实现等余量磨削，从而确保加工后的焊缝表面质量良好。
[0014]为了使磨头结构紧凑、体积小巧、方便装配，所述磨头⑴包括磨头安装座⑷、上安装板(5)、下安装板(5，)、张紧机构(6)、磨头电机(8)和接触轮(9)，所述磨头安装座(4)与立柱(2)的下端连接，并在磨头安装座(4)上装有从动齿轮，该磨头安装座(4)的底部固定上安装板(5)，上安装板(5)的下方设有与之平行固定的下安装板(5’)，在所述磨头安装座⑷的旁边设有磨头电机(8)，该磨头电机⑶安装于上安装板(5)上，在磨头电机(8)的输出轴上套装接触轮(9)，接触轮(9)位于上安装板(5)与下安装板(5，)之间，该接触轮(9)通过砂带(21)与张紧机构(6)上的张紧轮^g)相连接。
[0015]所述张紧机构(6)设置于上下安装板的一端，包括凸轮(6a)、第一支撑叉(6b)、压簧(6c)、第二支撑叉^d)和张紧轮^g)组成，所述凸轮^a)与第一支撑叉^b)的一端相抵压，第一支撑叉^b)的另一端由两个压簧^c)压紧支撑，并且第一支撑叉^b)与两个第二支撑叉^d)相固定，各第二支撑叉^d)上均装有张紧轮(6g)，两个张紧轮^g)和接触轮(9)按等腰三角形分布。以上结构在需要安装或更换砂带时，只需将凸轮转过90°，使第一支撑叉压紧压簧，凸轮推动第一支撑叉及第二支撑叉，使张紧轮向接触轮方向移动，将砂带松开；反之即可将砂带张紧。
[0016]为了提高操作的便捷性，在所述凸轮^a)的下端设有手柄杆(6e)，手柄杆^e)的一端伸入凸轮^a)中，两者螺纹配合，在手柄杆^e)的另一端安装手柄球(6f)。
[0017]在所述上安装板(5)与下安装板(5，)之间设有限位装置(7)，所述限位装置(7)由限位轮(7a)、支撑座(7b)、螺杆(7c)和压板(7d)组成，限位轮(7a)对称分布在接触轮(9)的上下两侧，各限位轮(7a)安装在对应的支撑座(7b)上，该支撑座(7b)通过螺杆(7c)及压板(7d)与对应的安装板(5或5’)固定在一起。以上结构通过两个限位轮来限制砂带，以防止砂带在上下方向发生窜动，从而有效避免了在磨削过程中误伤工件。
[0018]有益效果:本实用新型生产成本低，操控简单，精度高，能够实现多位置、多姿态、砂带磨削的机匣焊缝曲线加工，解决了机匣焊缝加工效率低，加工环境恶劣等难题，并且有效提高了焊缝质量的检测效果，改善了焊缝表面质量，提升了工件可靠性和安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图。
[0020]图2为图1的右视图。
[0021]图3为本实用新型中磨头的结构示意图。
[0022]图4为图3的俯视图。
[0023]图5为图3的A部放大图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0025]如图1、图2所示，在床身16上安装转台17，该转台17由床身16内设置的回转电机11驱动，转台17上安装有用于固定工件的卡盘,该卡盘优选为四爪卡盘。在所述床身16顶部的一端设置床身立柱18,该床身立柱18与床身16相垂直。在所述床身立柱18朝向转台17的面上设有两根竖直导轨14，横梁19与这两根竖直导轨14滑动配合，并且横梁19与床身立柱18十字交叉。所述横梁19通过螺母座与两根竖直导轨14之间的竖直丝杆螺纹配合，该竖直丝杆的上端与升降电机22的输出轴连接，升降电机22安装于床身立柱18的顶部。
[0026]如图1、图2所示，在横梁19朝向转台17的面上设置安装座12，所述安装座12与床身立柱18相垂直，并且安装座12与横梁19上的两根横向导轨13滑动配合。所述安装座12通过螺母座与两根横向导轨13之间的横向丝杆螺纹配合，横向丝杆由平移电机驱动。在所述安装座12的悬臂端固定立柱2，该立柱2与床身立柱18相平行。在所述横梁19的底部安装气缸15，该气缸15的活塞杆与定位座20连接，所述定位座20环套固定在立柱2的中部。
[0027]如图1、图2、图3、图4所示，在立柱2的下端悬挂安装磨头1，该磨头I包括磨头安装座4、上安装板5、下安装板5’、张紧机构6、限位装置7、磨头电机8和接触轮9，所述磨头安装座4与立柱2的下端铰接，并在磨头安装座4上装有从动齿轮。所述立柱2的上端装有偏摆电机3，该偏摆电机3的输出轴向下延伸至磨头I处，在偏摆电机3输出轴的下端安装驱动齿轮，该驱动齿轮与所述从动齿轮啮合。所述磨头安装座4的底部固定上安装板5，上安装板5的下方设有与之平行固定的下安装板5’，在所述磨头安装座4的旁边设有磨头电机8，该磨头电机8安装于上安装板5上，磨头电机8的输出轴竖直向下伸出，在磨头电机8的输出轴上套装接触轮9，接触轮9位于上安装板5与下安装板5’之间。
[0028]如图3、图4所示，张紧机构6设置于上下安装板的一端，该张紧机构6由凸轮6a、第一支撑叉6b、压簧6c、第二支撑叉6d、手柄杆6e、手柄球6f和张紧轮6g组成。其中，所述凸轮6a套装于上下安装板之间的连接轴10上，凸轮6a与第一支撑叉6b的一端相抵压，第一支撑叉6b活套在连接轴10上，第一支撑叉6b的另一端由两个压簧6c压紧支撑，并且第一支撑叉6b通过螺栓与两个第二支撑叉6d相固定，各第二支撑叉6d上均装有张紧轮6g，两个张紧轮6g和接触轮9按等腰三角形分布，并且接触轮9通过同一条砂带21与两个张紧轮6g相连接。
[0029]如图3、图5所示，在上安装板5与下安装板5’之间设有限位装置7，所述限位装置?由限位轮7a、支撑座7b、螺杆7c和压板7d组成，限位轮7a对称分布在接触轮9的上下两侧，各限位轮7a安装在对应的支撑座7b上，该支撑座7b通过螺杆7c及压板7d与对应的安装板5或5’固定在一起。
[0030]本实用新型的工作原理如下:
[0031]待加工的机匣装夹在转台17的四爪卡盘上，启动平移电机，使安装座12沿横梁19移动，将磨头I移动到所加工焊缝的位置，启动偏摆电机3调整好磨头I的角度，磨头电机8驱动接触轮9运转，回转电机11驱动转台17带动机匣转动，实现对机匣焊缝的连续磨削与抛光。在加工过程中，通过气缸15的支撑，使接触轮9始终与机匣焊缝保持弹性接触，确保加工后的机匣焊缝表面质量良好，通过限位装置7保证机匣焊缝等余量磨削。
【权利要求】
1.一种机匣焊缝砂带磨床,在床身(16)上安装转台(17)和床身立柱(18),转台(17)上设有用于固定工件的卡盘，所述床身立柱(18)上装有能够上下滑动的横梁(19)，该横梁(19)上设置安装座(12)，所述安装座(12)的一端与横梁(19)滑动配合，其特征在于:在安装座(12)的另一端固定立柱(2)，所述立柱⑵与床身立柱(18)相平行，在立柱(2)的下端悬挂安装磨头(1)，立柱(2)的上端装有偏摆电机(3)，所述偏摆电机(3)的输出轴向下延伸至磨头(I)处，在偏摆电机(3)输出轴的下端安装驱动齿轮，该驱动齿轮与磨头(I)上的从动齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的机匣焊缝砂带磨床，其特征在于:在所述横梁(19)的底部安装气缸(15)，该气缸(15)的活塞杆与定位座(20)连接，所述定位座(20)环套固定在立柱(2)的中部。
3.根据权利要求1或2所述的机匣焊缝砂带磨床，其特征在于:所述磨头(I)包括磨头安装座(4)、上安装板(5)、下安装板(5’)、张紧机构(6)、磨头电机(8)和接触轮(9)，所述磨头安装座(4)与立柱(2)的下端连接，并在磨头安装座(4)上装有从动齿轮，该磨头安装座(4)的底部固定上安装板(5)，上安装板(5)的下方设有与之平行固定的下安装板(5’)，在所述磨头安装座(4)的旁边设有磨头电机(8)，该磨头电机(8)安装于上安装板(5)上，在磨头电机(8)的输出轴上套装接触轮(9)，接触轮(9)位于上安装板(5)与下安装板(5，)之间，该接触轮(9)通过砂带(21)与张紧机构(6)上的张紧轮^g)相连接。
4.根据权利要求3所述的机匣焊缝砂带磨床，其特征在于:所述张紧机构(6)设置于上下安装板的一端，包括凸轮^a)、第一支撑叉^b)、压簧^c)、第二支撑叉^d)和张紧轮(6g)组成，所述凸轮^a)与第一支撑叉^b)的一端相抵压，第一支撑叉^b)的另一端由两个压簧^c)压紧支撑，并且第一支撑叉^b)与两个第二支撑叉^d)相固定，各第二支撑叉^d)上均装有张紧轮(6g)，两个张紧轮^g)和接触轮(9)按等腰三角形分布。
5.根据权利要求4所述的机匣焊缝砂带磨床，其特征在于:在所述凸轮(6a)的下端设有手柄杆(6e)，手柄杆^e)的一端伸入凸轮^a)中，两者螺纹配合，在手柄杆^e)的另一端安装手柄球(6f)。
6.根据权利要求4或5所述的机匣焊缝砂带磨床，其特征在于:在所述上安装板(5)与下安装板(5，)之间设有限位装置(7)，所述限位装置(7)由限位轮(7a)、支撑座(7b)、螺杆(7c)和压板(7d)组成，限位轮(7a)对称分布在接触轮(9)的上下两侧，各限位轮(7a)安装在对应的支撑座(7b)上，该支撑座(7b)通过螺杆(7c)及压板(7d)与对应的安装板(5或5’)固定在一起。
【文档编号】B24B21/16GK204053720SQ201420375451
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】杨俊峰, 陈贵林, 罗小龙, 刘智武, 路勇, 刘秀梅, 吴惠雯 申请人:重庆三磨海达磨床有限公司, 西安航空动力股份有限公司